El cifrado es un proceso criptográfico que convierte datos legibles (texto plano) en datos codificados (texto cifrado) usando algoritmos matemáticos y claves criptográficas. Solo las partes que poseen la clave de descifrado correcta pueden revertir el proceso y recuperar el texto plano original. El cifrado protege la confidencialidad de datos asegurando que los datos interceptados o accedidos permanezcan ininteligibles sin autorización. El cifrado moderno se basa en problemas matemáticos computacionalmente difíciles que hacen que el descifrado sin la clave sea inviable con la tecnología actual. El cifrado se usa para proteger datos en tránsito (durante la transmisión a través de redes) y datos en reposo (cuando están almacenados en dispositivos o servidores).
Qué es el Cifrado
El cifrado es el proceso de transformar texto plano en texto cifrado usando algoritmos criptográficos y claves. El texto plano se refiere a datos en su forma original y legible. El texto cifrado es la salida cifrada e ininteligible. Los algoritmos criptográficos (también llamados cifradores) realizan transformaciones matemáticas en datos. Las claves criptográficas son valores secretos que determinan cómo el algoritmo transforma datos—el mismo texto plano cifrado con diferentes claves produce diferentes textos cifrados. El descifrado revierte el proceso de cifrado usando la clave apropiada para recuperar el texto plano original. Los algoritmos de cifrado modernos están diseñados para que romper el cifrado sin la clave requiera recursos computacionales que exceden límites prácticos, haciendo que los datos cifrados sean seguros contra acceso no autorizado durante períodos extendidos.
Cómo Funciona el Cifrado
Los algoritmos de cifrado operan en datos usando funciones matemáticas y claves criptográficas. El proceso de cifrado toma entrada de texto plano, aplica transformaciones controladas por la clave y produce salida de texto cifrado. Los algoritmos de cifrado comunes incluyen cifradores simétricos (donde la misma clave cifra y descifra) y cifradores asimétricos (donde se usan claves diferentes pero matemáticamente relacionadas para cifrado y descifrado). El cifrado moderno típicamente usa cifradores de bloque que procesan datos en bloques de tamaño fijo, cifradores de flujo que cifran datos bit por bit, o algoritmos de clave pública que usan pares de claves. La seguridad del cifrado depende de la dificultad matemática de derivar la clave del texto cifrado, la fortaleza de la implementación del algoritmo y la gestión apropiada de claves. Las claves débiles, fallos de implementación o almacenamiento de claves comprometido pueden socavar la seguridad del cifrado.
Tipos de Cifrado
Cifrado Simétrico
El cifrado simétrico (también llamado cifrado de clave secreta) usa la misma clave criptográfica para cifrado y descifrado. El remitente y el destinatario deben compartir la misma clave secreta, lo que presenta un desafío de distribución de claves: transmitir la clave de forma segura entre partes. Los algoritmos de cifrado simétrico incluyen Advanced Encryption Standard (AES), Data Encryption Standard (DES, ahora obsoleto), Triple DES (3DES) y ChaCha20. El cifrado simétrico es típicamente más rápido y eficiente que el cifrado asimétrico, haciéndolo adecuado para cifrar grandes cantidades de datos. Los casos de uso comunes incluyen cifrado de disco completo, cifrado de bases de datos, cifrado de archivos y transmisión de datos masivos. La limitación principal es la gestión de claves: compartir claves de forma segura entre partes sin interceptación.
Cifrado Asimétrico
El cifrado asimétrico (también llamado cifrado de clave pública) usa pares de claves matemáticamente relacionados: una clave pública y una clave privada. Los datos cifrados con la clave pública solo pueden descifrarse con la clave privada correspondiente, y viceversa. Las claves públicas pueden distribuirse libremente, mientras que las claves privadas deben mantenerse secretas. Esto resuelve el problema de distribución de claves del cifrado simétrico: cualquiera puede cifrar datos usando la clave pública del destinatario, pero solo el poseedor de la clave privada puede descifrarlos. Los algoritmos asimétricos comunes incluyen RSA, Elliptic Curve Cryptography (ECC) y Diffie-Hellman. El cifrado asimétrico es computacionalmente intensivo y más lento que el cifrado simétrico, por lo que típicamente se usa para intercambio de claves, firmas digitales y cifrar pequeñas cantidades de datos. Los sistemas de cifrado híbrido combinan ambos enfoques: el cifrado asimétrico establece una clave simétrica compartida, que luego se usa para cifrado simétrico eficiente de datos.
Cifrado de Extremo a Extremo
El cifrado de extremo a extremo (E2EE) asegura que los datos se cifren en el dispositivo del remitente y permanezcan cifrados hasta descifrarse en el dispositivo del destinatario. Los servidores intermediarios, proveedores de servicios y operadores de red no pueden acceder al contenido de texto plano porque no poseen las claves de descifrado. En sistemas sin E2EE, los datos pueden estar cifrados en tránsito (entre cliente y servidor) pero descifrarse en servidores para procesamiento, almacenamiento o reenvío, permitiendo a los operadores de servidores acceder al contenido. E2EE previene esto asegurando que las claves de descifrado permanezcan solo con usuarios finales. E2EE se implementa en aplicaciones de mensajería, servicios de correo electrónico, sistemas de compartir archivos y plataformas de comunicación. Proporciona protección de privacidad fuerte pero puede limitar funcionalidad que requiere procesamiento del lado del servidor de contenido, como escaneo de contenido, indexación de búsqueda o moderación automatizada.
Cifrado en la Práctica
HTTPS y TLS
HTTPS (HTTP Secure) cifra el tráfico web usando el protocolo Transport Layer Security (TLS), que usa tanto cifrado simétrico como asimétrico. TLS establece conexiones cifradas a través de un proceso de handshake: el servidor presenta un certificado digital que contiene su clave pública, el cliente verifica el certificado, ambas partes establecen claves simétricas compartidas, y la transmisión de datos posterior usa cifrado simétrico para eficiencia. HTTPS protege datos en tránsito entre navegadores y servidores web, previniendo interceptación y modificación por intermediarios de red. Los navegadores modernos muestran íconos de candado o indicadores de seguridad cuando se establecen conexiones HTTPS. HTTPS es esencial para proteger contraseñas, información de pago, datos personales y otro contenido sensible transmitido a través de la web.
Aplicaciones de Mensajería
Muchas aplicaciones de mensajería implementan cifrado para proteger el contenido de mensajes. La mensajería cifrada de extremo a extremo asegura que solo los participantes puedan leer mensajes. Signal usa el Signal Protocol para E2EE por defecto en todas las comunicaciones. WhatsApp implementa E2EE para contenido de mensajes usando protocolos similares, aunque Meta recopila metadatos extensos. iMessage proporciona E2EE entre dispositivos Apple. Telegram ofrece E2EE opcional en chats secretos. El nivel de cifrado y recopilación de metadatos varía entre servicios, afectando la protección de privacidad.
Redes Privadas Virtuales
Las VPN cifran el tráfico de internet entre dispositivos de usuario y servidores VPN, protegiendo datos de proveedores de servicios de internet y observadores de red. Las VPN usan protocolos como OpenVPN, WireGuard e IKEv2/IPSec que implementan cifrado para tráfico en túnel. El cifrado VPN protege datos en tránsito pero no proporciona cifrado de extremo a extremo para datos de capa de aplicación, ya que los servidores VPN pueden observar tráfico descifrado. Ver qué es una VPN para información detallada sobre tecnologías VPN.
Cifrado de Dispositivos
El cifrado de disco completo cifra datos almacenados en dispositivos usando claves de cifrado simétricas derivadas de contraseñas de usuario o módulos de seguridad de hardware. Si los dispositivos se pierden, roban o acceden físicamente, los datos cifrados permanecen protegidos sin la clave de descifrado. Los dispositivos iOS cifran datos por defecto cuando se establecen códigos de acceso. Los dispositivos Android soportan cifrado de disco completo y cifrado basado en archivos. Windows incluye BitLocker (en ediciones Pro y Enterprise) para cifrado de disco completo. macOS incluye FileVault para cifrado de disco. El cifrado de dispositivos protege datos en reposo pero requiere contraseñas o códigos de acceso fuertes, ya que la autenticación débil puede ser sorteada a través de ataques de fuerza bruta o vulnerabilidades.
Gestores de Contraseñas
Los gestores de contraseñas cifran contraseñas almacenadas usando contraseñas maestras o archivos de claves como claves de cifrado. Solo los usuarios con la contraseña maestra pueden descifrar y acceder a credenciales almacenadas. Ver gestores de contraseñas para información sobre sistemas de gestión de contraseñas.
Cifrado de Correo Electrónico
Los protocolos de correo electrónico estándar (SMTP, IMAP, POP3) típicamente transmiten mensajes en texto plano, aunque TLS puede cifrar conexiones entre clientes de correo electrónico y servidores. El cifrado de extremo a extremo de correo electrónico requiere protocolos adicionales como PGP (Pretty Good Privacy) o S/MIME, que cifran el contenido de mensajes antes de la transmisión. Algunos servicios de correo electrónico como ProtonMail implementan E2EE para correos electrónicos entre usuarios del mismo servicio. La adopción de cifrado de correo electrónico es limitada porque requiere que tanto el remitente como el destinatario configuren software de cifrado e intercambien claves públicas.
Por Qué se Usa el Cifrado
El cifrado protege la confidencialidad de datos previniendo acceso no autorizado a información. Sin cifrado, el tráfico de red puede ser interceptado y leído por cualquiera con acceso a la red, incluyendo proveedores de servicios de internet, operadores Wi-Fi, administradores de red y actores maliciosos. Los datos almacenados no cifrados son accesibles a cualquiera con acceso físico o de red a sistemas de almacenamiento. El cifrado protege contra estas amenazas al hacer que los datos sean ininteligibles sin las claves apropiadas. El cifrado permite transacciones online seguras, protege comunicaciones personales, asegura el almacenamiento de información sensible y previene acceso no autorizado a datos. Los marcos legales y regulatorios en muchas jurisdicciones reconocen el cifrado como esencial para privacidad y protección de datos.
Algoritmos y Estándares de Cifrado
El cifrado moderno se basa en algoritmos estandarizados desarrollados a través de investigación y análisis criptográfico público. Advanced Encryption Standard (AES) es un algoritmo de cifrado simétrico ampliamente adoptado para proteger información clasificada y aplicaciones comerciales. AES soporta tamaños de clave de 128, 192 y 256 bits. RSA es un algoritmo de cifrado asimétrico ampliamente usado basado en la dificultad de factorizar números grandes. Elliptic Curve Cryptography (ECC) proporciona seguridad equivalente a RSA con tamaños de clave más pequeños, mejorando la eficiencia. ChaCha20-Poly1305 es un algoritmo de cifrado simétrico moderno usado en TLS y otros protocolos. Los algoritmos criptográficos son estandarizados por organizaciones como NIST (National Institute of Standards and Technology) y se someten a revisión pública extensa. Los algoritmos se consideran seguros hasta que se descubren vulnerabilidades a través de criptoanálisis.
Limitaciones y Consideraciones
El cifrado tiene diversas limitaciones y consideraciones. El cifrado protege la confidencialidad de datos pero no protege contra otras amenazas como pérdida de datos, compromiso del sistema o ataques de ingeniería social que obtienen claves a través de engaño. Las claves de cifrado débiles o comprometidas socavan la seguridad independientemente de la fortaleza del algoritmo. Los fallos de implementación, ataques de canal lateral o vulnerabilidades en software de cifrado pueden comprometer la seguridad. El cifrado no oculta metadatos como patrones de comunicación, tiempo o identidades de participantes. Algunas jurisdicciones tienen marcos legales que requieren descifrado o divulgación de claves bajo ciertas circunstancias. La computación cuántica puede eventualmente amenazar algoritmos de cifrado actuales, aunque se están desarrollando algoritmos resistentes a cuánticos. El cifrado puede impactar el rendimiento, particularmente para dispositivos con recursos limitados o sistemas de alto rendimiento. La gestión de claves es crítica: las claves perdidas resultan en datos cifrados permanentemente inaccesibles, mientras que las claves comprometidas comprometen todos los datos cifrados con esas claves.
Usar Cifrado
Los usuarios pueden emplear cifrado a través de varios medios:
- Usar HTTPS para toda la navegación web, particularmente al ingresar contraseñas o información sensible. Los navegadores modernos indican conexiones seguras a través de íconos de candado
- Habilitar cifrado de disco completo en dispositivos para proteger datos almacenados. Los dispositivos iOS cifran por defecto con códigos de acceso; Android, Windows y macOS requieren habilitación explícita
- Usar aplicaciones de mensajería cifradas de extremo a extremo para comunicaciones sensibles
- Usar servicios VPN para cifrar tráfico de internet, particularmente en redes no confiables. Ver qué es una VPN para detalles
- Usar gestores de contraseñas que cifren credenciales almacenadas
- Considerar servicios de correo electrónico cifrado para comunicaciones de correo electrónico sensibles
- Cifrar archivos sensibles antes de almacenarlos en servicios en la nube o transmitirlos
- Cómo proteger tus datos online